Расчет тягового сопротивления лесохозяйственной машины
Сопротивление, возникающее при перемещении лесохозяйственных машин под воздействием тягового усилия трактора, называется тяговым, или рабочим сопротивлением. При работе лесохозяйственных машин тяговое сопротивление изменяется в широких пределах и зависит от наличия в лесных почвах корней, порубочных остатков и других древесных включений, массы машины, ширины захвата, скорости движения, а также от изменения глубины хода рабочих органов машин и орудий и т.д.
Тяговое сопротивление плуга при работе на открытых площадях, при установившемся движении, по горизонтальной поверхности определяется по формуле академика В.П. Горячкина [21, с. 79]:
R = m
g
+ k
α
b
n + ε
α
b
n
V
, (25)
где m – масса машины, орудия, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с ;
– коэффициент трения почвы о металл;
k – удельное сопротивление почвы при вспашке, Н/см ;
α – глубина обработки почвы, см;
b – ширина захвата корпуса плуга, см;
ε – коэффициент динамической пропорциональности, Нс /м
;
n – число корпусов плуга, шт.;
V – скорость движения пахотного агрегата, м/с.
Значения коэффициентов , k и ε определяют опытным путем. Коэффициент
принимается из приложения 18; коэффициент k из приложения 19; коэффициент ε принимается в пределах (1,5…2,0)
10
Нс
/м
.
При работе на вырубках, где находится значительное количество корней, тяговое сопротивление плуга определяется по формуле:
R = m
g
+ (1-
)k
α
b
n + ε
α
b
n
V
+ μ
α
b
n, (26)
где - часть площади поперечного сечения пласта, занятая корнями;
= 0,02…0,05;
μ – удельное сопротивление разрыву корней при вспашке;
μ = (2…3) 10
Н/м
.
При культурной вспашке с предплужником тяговое сопротивление увеличивается на 10% от номинального значения:
R = 1,1R
. (27)
При работе плуга с почвоуглубителем тяговое сопротивление плуга составляет:
R = 0,6R
, (28)
где R - сопротивление плуга при вспашке без почвоуглубителя на глубину 0,25 м.
Тяговое сопротивление при корчевке пней горизонтальной силой (Н) определяется по формуле:
R = q
10
+ m
g (f
), (29)
где q – опытный коэффициент зависящий от породы дерева, принимаемый для сосны – 0,07, березы и пихты – 0,06, осины 0,05;
d – диаметр корчуемого пня, м;
m – масса машины, кг;
– коэффициент трения машины о почву, равный 0,2…0,5.
Тяговое сопротивление борон, культиваторов, рыхлителей, лущильников (Н) для сплошной обработки почвы определяют по формуле:
R = К
В
, (30)
где К – удельное сопротивление обработке почвы, Н/м; берется из приложения 29;
В – рабочая ширина захвата машины, орудия, м.
Тяговое сопротивление прицепных посевных машин (Н) определяется по формуле:
R = m
g (
) +
, (31)
где m – масса сеялки, кг;
– коэффициент сопротивления передвижению машины на колесах, равный 0,2;
- уклон местности, ‰;
g – ускорение свободного падения, м/с
- суммарное сопротивление сошников; принимается из приложения 20.
Тяговое сопротивление лесопосадочных машин R рассчитывается по формуле, Н:
R = m
g
+ k
α
b
n, (32)
где m - масса машины, кг;
g - ускорение свободного падения, м/с ;
- коэффициент сопротивления перемещению машины;
k - удельное сопротивление почвы, Н/м
, равное (0,3…1,5)
10 Н/м
;
α - глубина хода сошника, м;
b - ширина сошника (борозды), м, для сеянцев b = 0,12…0,15 м, для саженцев b = 0,30…0,35 м;
n – число сошников, шт.
Если машина не имеет опорных колес, коэффициент трения (протаскивания) равен 0,4…0,5; для машины с опорными колесами он равен 0,2…0,3.